为什么有些动物会照顾自己的伴侣，而有些则不会？根据德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员进行的一项新研究，研究了10种脊椎动物，进化使用了一个通用公式将非一夫一妻制转变为一夫一妻制物种——增加了大脑中某些基因的活性，并转向了其他人。
“我们的研究跨越了4.5亿年的进化，这是之前所有这些物种共有的共同祖先，”UT Austin综合生物学系的研究助理、该研究的第一作者Rebecca Young说，该研究发表在今天的《论文集》上。国家科学院。
作者将动物的一夫一妻制定义为至少在一个交配季节与配偶组成一对，并至少分担一些抚养后代和保护年轻人免受常见捕食者和其他危险的工作。如果它们偶尔与另一个人交配，研究人员仍然认为动物是一夫一妻制的。
研究人员研究了五个密切相关的物种--四种哺乳动物、两只鸟、两只青蛙和两条鱼--每个物种都有一个一夫一妻制成员和一个非一夫一妻制成员。这五对代表了一夫一妻制脊椎动物进化的五倍。例如，当一夫一妻制的草原田鼠及其近亲不是一夫一妻制时，一夫一妻制的草原田鼠被分成两个独立的物种。
研究人员比较了所有10个物种男性大脑中的基因表达，以确定在与近亲动物相关的每个进化转变中发生了什么。尽管一夫一妻制作为一种行为很复杂，但他们发现每次基因表达都会发生同样的变化。这一发现显示了复杂的社会行为是如何通过大脑中基因的表达而产生的。
这项研究涵盖了比以前探索的更广泛的进化时间。其他研究研究了与进化过渡到新特征相关的遗传差异，但通常集中在进化和分离最多的几千万年的动物身上，而不是本研究研究的几亿年。
“大多数人并不期望在4.5亿年的时间里，每次都以同样的方式过渡到这种复杂的行为，”杨说。
该论文的其他作者是资深作者汉斯霍夫曼教授和史蒂芬菲尔普斯教授。研究人员使用核糖核酸测序技术和来自每个物种三个个体的组织样本来检查10个物种基因组中的基因活性。科学家使用生物信息学软件和得克萨斯高级计算中心的牧马人数据密集型超级计算机来检测物种之间的基因活动模式。根据序列相似性，将来自远缘相关物种(如鱼类和哺乳动物)的基因排列到种群中，团队可以确定导致配对连接和共同养育的共同进化公式。这五个物种的行为是一夫一妻制的。
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